工作原理
由於我國交流電的工頻頻率為 50HZ,因此電磁吸力 1 秒鐘內有 100 次過零點,由於交流電磁鐵的吸力是脈動的, 工作時要產生顫動, 從而產生噪音和機械磨損。為了減小銜鐵的顫動和噪聲, 可以在磁極部分的端面上嵌裝上一個銅製的短路環 。
如圖1,電磁機構交變的磁通穿過短路環所包圍的面積S,在環中產生渦流,根據電磁感應定律,此渦流產生的磁通在相位上落後於截面S,中的磁通,由產生的吸力F、F示於圖2,作用在銜鐵上的力是F+F,只要此合力F始終超過其反力,銜鐵的振動現象就消失了。
需要指出的是, 交流電磁鐵的線圈電流在剛吸合時要比工作時大幾到十幾倍。由於吸合過程很短, 吸合後電流立即降為正常值, 因此對線圈沒有大的影響。 如果由於某種意外原因電磁鐵的銜鐵被卡住,或因為工作電壓低落不能吸合, 則線圈會因為長時間過流而燒毀。
需要引起注意的是, 即使額定電壓相同的交、 直流電磁鐵也絕不能互相使用 。
套用
交流接觸器
交流接觸器主要由電磁系統、觸頭系統、滅弧裝置等組成。
電磁系統由線圈、銜鐵(動鐵心)和靜鐵心組成,靜鐵心和銜鐵一般由0.5 mm厚的矽鋼片疊壓鉚制而成,以減少交變磁場在鐵心中產生的渦流和磁滯損耗,防止鐵心過熱。
靜鐵心上嵌裝了短路環,其作用是保證電磁鐵的吸合,消除電磁鐵的振動和噪聲。觸頭系統包括主觸頭和輔助觸頭。主觸頭的通斷電流較大,故用於主電路;輔助觸頭通斷電流較小,用於控制電路。
交流接觸器的工作原理是:當電磁機構的線圈通電後,靜鐵心產生電磁吸力將銜鐵吸合,銜鐵帶動觸頭系統動作,使常開的主觸頭和常開輔助觸頭閉合,常閉的主觸頭和常閉輔助觸頭分開;當線圈斷電時,電磁吸力消失,銜鐵在彈簧的作用下釋放,觸頭系統隨之恢復原位。
交流電磁機構
在交流電磁機構中,銜鐵工作時始終要受兩個力的作用,一個是受反作用彈簧和觸點彈簧等的反作用力Ff的作用,Ff的大小和方向不變,另一個是受電磁吸力Fx的作用,Fx可按下式求出,設氣隙磁感應強度按正弦規律變化,即,則
式中:F表示電磁吸力最大值,(s為磁極截面積);F表示電磁吸力平均值,F=F/2
因此,交流電磁機構的電磁吸力是一個兩倍電源頻率的周期性變數.它有兩個分量,一個是恆定分量F,另一個是交變分量Fx,其吸力曲線見圖1所示.
電磁機構在工作中,儘管電磁吸力的平均值F大於F,但有的時候F仍小於Ff,(圖的影線部分).此時銜鐵開始釋放,當F>F時,銜鐵又被吸合,如此反覆進行,銜鐵必然產生振動和噪聲。
為了消除振動和噪聲,構想若把單相交流電磁機構鐵心柱面上的磁通分成兩部分,並使這兩部分交變磁通之間有一定的相位差,則由其產生的電磁吸力間也存在一定的相位差,這樣,雖然在每部分電磁吸力各自都有到達零值的時刻,但相互錯開,而二者的合成吸力沒有到達零值的時刻,如合成吸力在任一時刻都大於反力,銜鐵便被吸牢,振動得以消除 .
修理方法
損壞後的短路環,修理的辦法是把環退出,重新焊好,再嵌上。
在裝配過程中應注意不要使鐵心邊緣處絕緣漆脫落,以免絕緣被破壞而產生渦流,使環發熱甚至燒紅 。